Курсовая работа отопление и вентиляция жилого дома
Обновлено: 16.05.2024
Курсовая Отопление и вентиляция жилого здания
Полоцкий государственный университет
Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции
Курсовой проект по дисциплине "Инженерные сети и оборудование"
На тему: ” Отопление и вентиляция жилого здания”
Новополоцк 2015
В данном проекте рассматривается отопления и вентиляция жилого здания.
Графическая часть содержит 1 лист формата А2 и пояснительная записка и расчет в Excel
Исходные данные для проектирования:
• Число этажей – 3;
• Число секций – 1;
• Высота этажа – 2,8 м;
• Место нахождения здания – г. Волковыск;
• Ориентация здания – С;
• Конструктивные решения элементов здания:
- стены – кладка из кирпича силикатного утолщенного ;
- утеплитель – плиты пенополистирольные ;
• Наличие подвала – да;
• Наличие чердака – нет;
• Система отопления – однотрубная вертикальная с нижней разводкой;
• Параметры теплоносителя в системе отопления – вода 105 – 70 С.
В здании запроектирована система вентиляции с естественным побуждением. Приток воздуха осуществляется через микротрещины в оконных проёмах (естественная вентиляция), вытяжка – из кухонь и совмещённых санузлов.
По приложению П.3 методических указаний [1] принимаем параметры наружного воздуха:
• наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92: –26 С
• наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92: –22 С.
По приложению П.1 параметры внутреннего воздуха составляют:
• жилая комната -18 С;
• угловая комната -20 С;
• кухня- 18 С;
• совмещенный санузел -25 С
• лестничная клетка – 16 С.
Состав: А2( чертеж отопления и вентиляции жилого здания)
Курсовая работа - Отопление и вентиляция жилого здания
помещение наружного воздуха, исходя из санитарной нормы вентиляционного воздуха, Вт.
Основные и добавочные потери теплоты через ограждающие конструк ции
определяются путем суммирования потерь теплоты через отдельные ограждающие
конструкции
, которые вычисляются по формуле с округлением до 1 Вт:
n t t К A Q
где А - расчетная площадь ограждающей конструкции, м
; К— коэффициент теплопередачи,
и п - то же, что в формуле (1); β - добавочные потери теплоты в долях от
основных потерь, определяемые в соот ветствии с [6, с. 110, рис. 5.3]. Потери теплоты через
внутренние ограждения конструкции помещений допускается не учитывать, если разность
температур в этих помещениях равна 3 °С и менее.
Расчетную площадь ограждающих конструкций (с точностью до 0,1 м
) определяют по
[6, рис. 5.1, 5.2].
При определении площади наружных стен площадь окон не вычитают, а вместо
коэффициента теплопередачи окон берут разность между коэффициентами теплопередачи
окон и стен. Сумма теплопотерь через наружные стены и окна при э том не изменяется.
При определении потерь теплоты через наружные дв ери их площадь следует вычитать
из площади стен и коэффициент теплопередачи принима ть полност ью, так как добавки на
основные теплопотери у наружной стены и двери разные.
Ограждающие конструкции обозначают сокращенно :
НС - наружная стена, ДО - окно с двойным остеклением, Пл - пол, Пт -потолок, ДД -
двойная дверь, ОД - одинарная дверь.
Все помещения номеруют поэтапно по ходу часовой стрелки. Помеще ния подвального
этажа номеруют с № 01, помещения первого этажа - с № 101, помещение второго этажа - с №
201 и т.д. Номера проставляются на пла нах в центре рассматриваемых помещений.
Внутренние вспомогательные помещения: коридоры, санузлы, кладовые, ванные комнаты и
другие, не имеющие наружных стен, отдельно не номеруются. Теплопотери этих поме щений
через полы и потолки относят к смежным с ними комнатам.
Теплопотери через отдельные ограждения каждого помещения сумми руют.
Теплопотери лестничной клетки определяют, как для одного помеще ния. Каждую
Курсовая работа: Отопление и вентиляция жилого дома
В данной работе проводится расчет системы отопления для квартиры, где выбираются отопительные приборы (радиаторы), определяется число секций в выбранном радиаторе, проводится теплотехнический расчет ограждающих конструкций, рассчитываются теплопотери помещений.
Также в работе выполнен расчет вентиляции квартиры, с определением воздухообмена, приведен аэродинамический расчет каналов.
Расчет выполнен для г. Казань, для одной квартиры, расположенной на 2 этаже 3-х этажного дома.
квартира отопление теплопотеря воздухообмен
1. Исходные данные для г. Казань
Ориентация фасада здания В (восток)
Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0.92, tн, єC -32.
Продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха < 8єС, Zсут 215.
Средняя температура воздуха со средней температурой воздуха < 8єС, tоп, єС -5,2.
Расчетная температура в помещении в холодный период года t, єС
– для помещений жилой комнаты (1) и (2) 21–23
– для кухни (4) 18–21
– для коридора (3) и (7) 18–20
– для уборной (5) 19–21
Примечание: Для теплотехнического расчета примем температуру в помещениях в холодный период года 21єС.
2. Теплотехнический расчет наружных ограждений
Цель расчета – подобрать такую толщину утеплителя, который для данного объекта соответствовал бы требованиям СНиП 23–02–2003 «Тепловая защита зданий».
Определяем требуемое сопротивление теплопередаче наружной стены исходя из санитарно-гигиенических условий, по формуле:
где n =1 – коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности стены по отношению к наружному воздуху;
tв=21єС – температура внутреннего воздуха;
Roтр=[(21 – (-32)) х1]/8.7х4=64/34.8=1.52 мІ х єС / Вт
Определяем требуемое (приведенное) сопротивление теплопередачи, исходя из условий энергосбережения, в зависимости от величины градусо-суток отопительного периода ГСОП.
ГСОП=(tв-tоп) хZоп, єС х сут. (2)
где tоп, Zоп – средняя температура наружного воздуха, єС и, соответственно, продолжительность отопительного периода, сут.
ГСОП=[(21 – (-5,2)] х215=5633 єСхсут.
Roтр=3,36 мІ х єС / Вт (через ГСОП)
Roтр=1.52 мІ х єС / Вт
Для дальнейших расчетов из двух значений требуемого сопротивления выбираем большее Roтр=3.36 мІ х єС / Вт.
По этому значению, с учетом коэффициента теплотехнической однородности, определяем термическое сопротивление слоя утеплителя.
Общее сопротивление теплопередаче ограждения находится по формуле:
где Rв и Rн –соответственно сопротивления теплообмену на внутренней и наружной поверхностях ограждения, мІ х єС / Вт.
Общая толщина наружной стены 510 мм.
Фактическое термическое сопротивление наружной стены:
=0.1149+0.0123+0.1379+2.44+0.3289+0.0107+0.0434=3.57 мІ х єС / Вт;
К= 1/ R0ф=1/3.57=0.28, Вт/ мІ х єС; (4)
3. Определение теплопотерь через ограждающие конструкции здания
Потери теплоты через наружные ограждения равны:
где К – коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/ мІ х єС;
F – расчетная площадь ограждающей конструкции, мІ;
Qогр.для помещения (1)=0.33х24.35х [21 – (-32)] х1х (1+0.1)=468.47 Вт;
По формуле (5) определяется Qогр. для остальных помещений.
Теплозатраты на нагревание инфильтрующегося воздуха определяют по формуле
где Lинф. – расход воздуха, удаляемого естественной вытяжной вентиляцией, принимаемый равным 3 мі/ч на 1 мІ площади жилых помещений и кухни;
с – теплоемкость воздуха, принимаемая равной 1.005 кДж/(кгхєС);
Qинф.для помещения (1)=0.28х55.35х1.46х1.005х (21 – (-32))=1205,23 Вт.
По формуле (6) определяется Qинф. для остальных помещений.
При определении тепловой мощности системы отопления учитывают бытовые тепловыделения Qбыт. (приготовление пищи, электробытовые приборы и т.п.), которые определяют для всех помещений, кроме лестничных клеток по формуле
где k – норма теплопоступлений, равная 10–17 Вт на 1 мІ;
Fпл – площадь пола помещений, мІ;
Qбыт. для помещения (1)= 15х18.45=276.75 Вт;
По формуле (8) определяется Qбыт. для остальных помещений.
Тепловая мощность системы отопления Qполн. Определяется по потерям теплоты через наружные ограждения, теплозатратам на нагревание инфильтрующегося воздуха, за вычетом бытовых тепловыделений и рассчитывается по формуле:
Qполн.= Qогр.+ Qинф. – Qбыт., Вт; (9)
Qполн.для помещения (1) = 468,47+1205,23–276.75=1396.95 Вт;
По формуле (9) определяется Qполн. для остальных помещений.
Полученные значения теплопотерь для всех помещений приведены в таблице №1.
Для теплотехнической оценки конструктивно-планировочного решения здания определяют удельные показатели расхода тепла по формуле:
qуд.=Qполн./Vн х (tв-tн), Вт/міхєС (9*)
где Vн – объем здания по наружному обмеру, мі;
qуд.=4140,57 Вт/4020.0 мі х (21 – (-32)) єС=0.02, Вт/міхєС;
Удельная теплоэнергопотребность здания за год (отопительный период) qоп. определяют по формуле:
Qоп=[Qполн х (tв-tоп)/(tв-tн)]/(ГСОП/F), Вт/мІхєСхсут (9)
Qоп=[4140,57х (21 – (-5,2))/(21 – (-32))]/(5633/837.72)= 304,4 Вт/мІхєСхсут.
4. Выбор и расчет отопительных приборов
Поверхность нагрева приборов определяется по формуле
где qпр – расчетная плотность теплового потока, Вт/мІ;
где: qном – номинальная плотность теплового потока, Вт/мІ;
360 – нормированный массовый расход теплоносителя через отопительный прибор, кг/ч;
n, m – эмпирические показатели степени соответственно при относительных температурном напоре и расходе теплоносителя;
b – безразмерный поправочный коэффициент, с помощью которого учитывается влияние атмосферного давления на тепловой поток прибора;
p – безразмерный поправочный коэффициент, с помощью которого учитывается специфика зависимости теплового потока и коэффициента теплопередачи прибора от количества секций (площади) при движении теплоносителя по различным схемам;
где: tвх, tвых – температура воды, соответственно, входящей в прибор и выходящий из прибора, єС;
tв – расчетная температура помещения;
Gпр – расход воды в приборе, кг/ч;
Gпр=(3.6хQпр)/c х (tг-tо), кг/ч (13)
где: tг, tо – температура воды в системе отопления, соответственно горячей и охлажденной, єС;
с – теплоемкость воды, равная 4.187 кДж/(кг х єС);
Определяем расход воды в приборе, кг/ч, для помещения (1)
Gпр=(3.6хQпр)/c х (tг-tо)=(3.6х1493.06)/4.187х (95–70)=5375/62.805=85.58 кг/ч;
qпр= 406.25х (61./70) 1.3 х (85.58/360) 0.04x1x1x1=323.7 Вт/мІ;
В качестве радиаторов выбраны биметаллические секционные радиаторы «Сантехпром БМ».
Модель радиатора РБС-500.
Площадь наружной поверхности fс, мІ 0.48
Схема движения теплоносителя принята сверху вниз.
Поправочный коэффициент b=1 (при 760 мм. рт. ст).
Число секций в радиаторе:
fс – поверхность нагрева одной секции (для секционных радиаторов);
N=4.23х0.99/0.48=8.55 принимаем 9 секций.
Для помещения (1) следует выбрать 1 радиатор 9 секций длиной 720 мм.
Для остальных помещений данные приведены в таблице 2.
Для жилого помещения 2 следует выбрать 1 радиатор с 4 секциями, длиной 320 мм.
Для помещения кухни следует выбрать 1 радиатор с 6 секциями, длиной 480 мм.
Для жилого помещения 3 следует выбрать 1 радиатор с 4 секциями, длиной 320 мм.
5. Вентиляция. Выбор системы вентиляции
В рассматриваемом помещении следует принять естественную вытяжную вентиляцию по специально предусмотренным каналам. Вытяжные системы предусмотреть в помещениях кухни, уборной, ванны.
Приток воздуха в помещения неорганизованный, через форточки и неплотности в ограждающих конструкциях.
Необходимый воздухообмен для жилых зданий определяют по кратности вохдухообмена.
Курсовая работа: Отопление и вентиляция многоэтажного жилого дома
Отоплением называют искусственное обогревание помещений здания с возмещением теплопотерь для поддержания в них температуры на заданном уровне, определенном условиями теплового комфорта для находящихся людей и требованиями протекающего технологического процесса.
Монтаж стационарной отопительной установки производится в процессе возведения здания, её элементы при проектировании увязываются со строительными конструкциями и сочетаются с планировкой и интерьером помещений. Вместе с тем отопление - один из видов технологического оборудования зданий.
Функционирование отопления характеризуется определенной периодичностью в течении года и изменчивостью использований мощности установки, зависящей, прежде всего, от метеорологических условий в холодное время года.
Состояние воздушной среды в помещениях в холодное время года определяется действием не только отопления, но и вентиляции. Отопление и вентиляция предназначены для поддержания в помещениях помимо необходимой температуру определенной влажности, подвижностью, давления, газового состава и чистоты воздуха. Отопление, вентиляция неотделимы, они совместно создают требуемые санитарно-гигенические условия, что способствует снижению числа заболеваний людей, улучшения их самочувствия, повышение производительности труда и качества.
II . Введение
При проектирование систем отопления необходимо обеспечить расчетную температуру и равномерное нагревание воздуха помещений, гидравлическую и тепловую устойчивость, взрывопожарную безопасность и доступность очистки и ремонта. Для жилых зданий необходимо принимать при температуре теплоносителя 95 0 С двухтрубные и при 105 0 С однотрубные системы отопления с радиаторами и конвекторами. Для других зданий и помещений выбор систем отопления, отопительных приборов, вида теплоносителя и его температуры регламентируется [3, прил.11].
Системы отопления проектируются, как правило, однотрубные из унифицированных узлов и деталей. Вертикальные однотрубные системы обладают лучшей тепловой и гидравлической устойчивостью, чем двухтрубные.
Системы водяного отопления жилых многоэтажных зданий, как правило, присоединяют к тепловой сети ТЭЦ с устройством элеваторного узла или по нe-зависимой схеме с установкой водоподогревателя.
В угловых помещениях стояки рекомендуется размещать в углах наружных стен во избежание конденсации влаги на внутренней поверхности.
Тип стояка выбирается в зависимости от архитектурно-планировочного решений, разводки магистралей и требований к тепловому режиму помещений здания.
В зданиях 4 и более этажей однотрубные стояки изгибают в местах присоединения к подающей и обратной магистрали для компенсации линейный удлинений.
Конструкцию отопительных приборов необходимо выбирать в соответствии с характером и назначением отапливаемого помещений, здания и сооружений.
Отопительные приборы следует размещать, как правило, под световыми проемами в местах, доступных для осмотра, ремонта и очистки. Длина отопительного прибора должна быть не менее 75% длины светового поема, особенно в больницах, детских дошкольных учреждениях, школах. Если приборы под окнами разместись нельзя, то допускается их установка у наружных или внутренних стен, ближе к наружным. В угловых помещениях приборы необходимо размещать на обеих наружных стенах. При таком размещении движение восходящего теплового воздуха отопительных приборов препятствует образование ниспадающих холодных потоков от окон и холодных поверхностей стен и попаданию их в рабочую зону.
III . Задание к курсовому проекту
Рассчитать систему водяного отопления и вентиляции жилого 9-ти этажного здания.
1. Произвести гидравлический расчет системы отопления.
2. Произвести расчет отопительных приборов.
3. Рассчитать элеваторный узел ввода.
4. Рассчитать естественную вентиляцию.
IV . Исходные данные
1. Температура наружного воздуха по параметрам Б= -36 [°С].
2. Отопительный период суток 280 [сут.].
3. Средняя температура отопительного периода -9,5 [°С].
6. Параметры теплоносителя в системе водяного отопления tг =105[°С],
tо =70 [°C].
7. Система отопления однотрубная проточно-регулируемая с нижней раз
водкой, с искусственной циркуляцией, с тупиковым движением тепло
носителя.
8. Здание девятиэтажное, присоединение системы отопления через водоструйный элеватор.
6. Список использованной литературы
Размеры окон в кухнях и на лестничной клетке 1,5 х 2,0 м.
2. Район строительства: г.Екатеринбург
3. Система отопления: водяная однотрубная попутная с нижним расположением подающей магистрали, стояки П-образные.
4. Отопительные приборы: радиатор типа М-90
5. Теплоснабжение: от горячей водяной тепловой сети.
6. Расчетная температура в сети:
t1 – температура подающей воды в теплосети перед элеватором, = 135 0 С
tr – температура падающей воды, = 95 0 С
t0 – температура обратной воды, = 70 0 С
перепад давления на вводе в здание: =82 кПа=82000 Па
7. Присоединение системы отопления к теплосети: по элеваторной схеме.
1.2 Климатические характеристики района строительства
г.Екатеринбург расположен на восточном склоне Среднего Урала по берегам р. Исеть (приток Тобола),на расстоянии 1667 км к востоку от Москвы. Климат континентальный.
Климатические характеристики района строительства, необходимые для теплотехнического расчета ограждающих конструкций:
-средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92
- средняя температура наружного воздуха наиболее холодного месяца;
- средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца;
- средняя температура наружного воздуха за отопительной период со среднесуточной температурой воздуха < 80C;
- продолжительность отопительного периода со среднесуточной температурой воздуха < 80C;
- расчетная скорость ветра, равная максимальной из средних скоростей по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16% и более.
1.3 Расчетные параметры внутреннего воздуха
Значение для помещений, 0 С
Относительная влажность
Ванная, совмещенный санузел
Для расчета ограждающих конструкций
Целью теплотехнического расчета является определение коэффициента теплопередачи отдельных ограждающих конструкций здания (наружных стен, чердачного и цокольного перекрытий, окон, дверей и др.) исходя из обеспеченности требований теплозащиты зданий.
2.1 Теплотехнические показатели строительных материалов
Рис.1. Ограждающая конструкция
Плотность
теплопроводности
теплоусвоения S
паропроницаемости
2.2. Определение приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждений, толщины слоя утеплителя наружной стены
- нормативный температурный перепад между температурой воздуха в помещении и внутренней поверхности наружного ограждения;
n – коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху;
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения;
- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения;
Наименование ограждающих конструкций
Покрытие, чердачное перекрытие
Перекрытие над проездами, подвалами и подпольями
По формуле определяем требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций из условий обеспечения санитарно-гигиенических условий:
Для наружных стен
Для покрытий, чердачных перекрытий
Для перекрытий над проездами подвалами и подпольями
По формуле определяем и определяем значение для ограждающих конструкций. Определенные значения представлены в таблице
Наименование ограждающих конструкций
Покрытие, чердачное перекрытие
Перекрытие над проездами, подвалами и подпольями
Окна, балконные двери
Требуемое сопротивление теплопередаче для дверей (кроме балконных), определяется по формуле:
По условию , т.е. для дальнейших расчетов принимаем значения сопротивлений из условий энергосбережения .
Термическое сопротивление теплопередаче слоя утеплителя определяется по формуле:
, где
- приведенное сопротивление теплопередаче, для наружных стен = 3,5 ;
r – коэффициент теплотехнической однородности конструкции, для наружных стен = 0,85;
и - толщина, м и коэффициент теплопроводности слоев конструкции, кроме утеплителя:
раствор сложный – 0,015 и 0,70
керамзитобетон – 0,2 и 0,33
термозитобетон – 0,28 и 0,63
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения = 8,7;
- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения = 23;
Расчетная толщина утеплителя определяется по формуле:
,
где = 0,05, таким образом:м
Окончательная толщина утеплителя , т.е. 0,15 м
Окончательное приведенное сопротивление наружной стены , определяется по формуле:
Коэффициент теплопередачи наружных ограждений определяется по формуле:
Значение коэффициентов для остальных ограждений определяется по формуле:
Наименование ограждающих конструкций
Покрытие, чердачное перекрытие
Перекрытие над проездами, подвалами и подпольями
Окна, балконные двери
2.3 Проверка отсутствия конденсации водяных паров в толще наружной стены
В жилых помещениях не допускается конденсация водяного пара на поверхности наружных ограждений и накопление влаги в их толще. Конденсация водяного пара на поверхности ограждений ухудшает санитарно-гигиенические условия в помещении и, так же как конденсация его в их толще, может привести к переувлажнению конструкции.
Считается, что конденсация водяных паров возможна, если в любом сечении ограждения, перпендикулярном направлению теплового потока, парциальное давление (упругость) водяного пара exi больше максимальной упругости водяного пара Exi , соответствующей максимально возможному насыщению воздуха водяным паром.
Расчет txi и еxi ведут для сечений ограждения, расположенных на границе слоев многослойной конструкции.
- сопротивление теплопередаче от воздуха помещения до рассматриваемого сечения X, , определяется по формуле:
- температура в рассматриваемом сечении X, , определяется по формуле:
- сопротивление паропроницанию от воздуха помещения до рассматриваемого сечения X, в котором находят упругость exi , , определяется по формуле:
где RПВ – сопротивление влагообмену на внутренней поверхности ограждения, принимается равным 0,0267
RОП – общее сопротивление паропроницанию конструкции стены, и определяется по формуле:
где RПН – сопротивление влагообмену на наружной поверхности ограждения, принимается равным 0,0053
- парциальное давление в рассматриваемом сечении X, , определяется по формуле:
eв – упругость водяного пара при =55%, определяется по формуле:
,
где - упругость водяного пара, при полном насыщении, соответствующая tв =20 0 , =2340 Па,
откуда
eн – упругость водяного пара при =79%, определяется по формуле:
,
где - упругость водяного пара, при полном насыщении, соответствующая tн =-15,5 0 , =158 Па,
откуда
Данные расчетов для ограждающей конструкции сведены в таблицу 2.4
, 0 С
, Па
, Па
Рис.2. График изменения txi , exi и Exi
В сечении 4-3 ограждающей конструкции парциальное давление водяного пара превышает упругость водяного пара при полном насыщении и выпадает конденсат. Конденсация водяных паров в толще ограждения допустима при условии, что сопротивление паропроницанию RO ПХ ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) будет не менее требуемого сопротивления паропроницанию (из условий недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации), которое определяется по формуле:
где - сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции, расположенной между ее наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации; =
.
- средняя упругость водяного пара наружного воздуха за годовой период;
- упругость водяного пара в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяется по формуле:
;
- упругости водяного пара, принимаемые по температуре в плоскости возможной конденсации, определяются при средней температуре наружного воздуха, соответственного (з) – зимнего, (во) – весеннее-осеннего и летнего (л) периодов);
- продолжительность, соответственного зимнего (при tН < -5 0 C), весеннее-осеннего (-5 0 C < tН < 5 0 C) и летнего (при tН > 5 0 C) периодов, мес.
=>
2.4 Выбор заполнения световых проемов по сопротивлению воздухопроницанию
Исходя из требования к сопротивлению теплопередаче заполнения световых проемов по ГСОП равного 0,6, выбирается двухкамерный стеклопакет из обычного стекла с твердым селективым покрытием и заполнением аргоном с 1 уплотненным притвором. Сопротивление теплопередаче . Сопротивлением воздухопроницанию =0,40
Сопротивление воздухопроницанию RИ устанавливаемых окон и балконных дверей должно быть не менее требуемого сопротивления воздухопроницаюнию , определяемого по формуле:
RИ > = ,
где GН – нормативная воздухопроницаемость ограждающих конструкций, ;
- разность давлений на наружной и внутренней поверхности ограждающих конструкций, Па;
=10Па – разность давления воздуха, при которой определяется сопротивление воздухопроницанию RИ
H – высота здания от середины окна первого этажа до устья вентиляционной шахты, =9,0м;
PН, PВ – плотность воздуха соответственно при tН5 и tВ , кг/м 3 , определяется по формуле:
,
кг/м 3
кг/м 3
Па
=
Исходя из приведенных расчетов, выбранный оконный блок соответствует требованиям СНиП 23-02-2003.
Коэффициент теплопередачи окон определяется по формуле
Коэффициент теплопередачи двойных наружных дверей
Коэффициент теплопередачи неутепленного пола на грунте:
1 зона -
2 зона -
3 зона -
4 зона -
3. Определение тепловой мощности системы отопления
Тепловая мощность системы отопления QОТ равна сумме теплозатрат QПОМ всех помещений здания.
для жилых комнат:
для лестничных клеток:
где QТП – теплопотери через ограждающие конструкции, Вт;
QИ – затраты теплоты на подогрев инфильтрующего в помещение воздуха, Вт;
QИ(В) – большее значение из теплозатрат на подогрев воздуха, поступающего вследствии инфильтрации QИ или необходимого для компенсации нормируемой естественной вытяжки из помещения квартиры воздуха QВ , Вт;
QБ – бытовые тепловыделения в помещение, Вт;
3.1. Расчет тепловых потерь через ограждающие конструкции
Теплопотери через ограждающие конструкции помещения, разность температур воздуха по обе стороны которых больше 3°С, находят по формуле:
,
где K0 – коэффициент теплопередачи отдельной ограждающей конструкции,
tН – расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года (-35 0 С) при расчете теплопотерь через наружные ограждения;
tВ – принимается по табл.1.2.
А – площадь ограждения, м 2
- коэффициент, учитывающий добавочные потери; принимается в долях от основных.
Строительные размеры для определения площади ограждений принимают по планам и разрезу с точностью до 0,1 м.
Размеры окон, наружных и внутренних дверей принимаются по наименьшим размерам строительных проемов в свету.
Размеры окон в жилых комнатах – 1,8х2,0м, на кухне и лестничной клетке - 1,5х2,0м.
Добавочные теплопотери, связанные с поступлением холодного воздуха через наружные двери, принимают в размере 0,27Н для двойных дверей с тамбуром между ними и 0,22Н – для одинарных. Здесь Н – высота здания от уровня земли до устья вентиляционной шахты.
Наименование ограждений условно принято обозначать следующим образом: НС - наружная стена; ВС - внутренняя стена; ТО - тройное окно; ПТ - потолок; ПЛ - пол; ДД - двойная дверь; ОД - одинарная дверь
Коэффициент теплопередачи К для окон записан как разность коэффициентов теплопередачи окна и наружной стены. В связи с этим при расчете теплопотерь через стену не требуется вычитать площадь окон из площади стены. Сумма теплопотерь через наружные стены и окна при этом не изменится.
Ориентацию ограждения по сторонам света принято обозначать; ЮВ - юго-восток; ЮЗ - юго-запад; Ю - юг; С - север; СВ - северо-восток; СЗ - северо-запад; 3 - запад; В - восток.
Добавочные теплопотери на ориентацию наружных стен, окон и дверей в долях от основных принимают в следующих размерах: для конструкций, ориентированных на:
С, СВ, СЗ и В – 0,1;
Лестничная клетка рассматривается как одно помещение с выходом на чердак и подвал. Вертикальный размер наружной стены лестничной клетки принимают от уровня земли до верха утеплителя чердачного перекрытия. Пол лестничной клетки на грунте (можно считать не утепленным) рассчитывается по зонам. Ширина каждой из первых трех зон не более 2м. Первую зону отсчитывают от уровня земли по стенке, сопротивление теплопередаче которой следует принимать не менее сопротивления теплопередаче наружной стены. Толщину внутренних стен подвала, выходящих на лестничную клетку, принимают условно равной толщине наружных стен.
Отопление и вентиляция жилого дома
Описание района строительства жилого дома. Теплотехнический расчет наружных ограждений. Определение тепловой нагрузки. Гидравлический расчет системы двухтрубной системы отопления. Аэродинамический расчет системы естественной вытяжной вентиляции.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.11.2014 |
| Размер файла | 271,4 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1. Исходные данные
Район строительства - г. Дмитров 140/16 (перлитофосфогелевые изделия, ГОСТ 21500-76)
Параметры наружного воздуха:
· t2= -28°C (температура наиболее холодной пятидневки).
Ориентация фасада на север.
Тип системы отопления двухтрубная с нижней разводкой.
· высота этажа - 3 м;
· толщина межэтажных перекрытий - 0,3 м;
· размер окон 1,5Ч1,5 м;
· наружные двери 1,1Ч1,8м;
· межкомнатные двери 0,8Ч2 м;
· подвал без окон.
Внутренняя температура в помещении:
· в угловых комнатах: +22°C;
· в рядовых комнатах: +20°C;
· на лестничной клетке: +16°C;
· во внутренних комнатах: +20°C.
Температура в подвале здания: +5°C.
2. Теплотехнический расчет наружных ограждений2.1 Теплотехнический расчет стены
1. Определение требуемого сопротивления:
где бв =8,7 Вт/(м 2 Ч о С),- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности О.К., принимается согласно таблице 7 СНиПа 23-02.2003;
tв- температура внутри помещений;
tн- температура наружного воздуха;
n - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности О.К. по отношению к наружному воздуху и определяемый в таблице 6 СНиПа 23-02.2003;
Дt н - температурный перепад.
2. Определение приведенного сопротивления
Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций определяется по таблице 1б (СНиП 2-3-79*) по расчетному значению ГСОП (градус-сутки отопительного периода).
tот. пер. - средняя температура отопительного периода;
zот. пер. - продолжительность отопительного периода.
По таблице 1б (СНиП 2-3-79*) определим приведенное сопротивление способом интерполяции:
3. Определение толщины утеплителя
Приравниваем к наибольшее из и и вычисляем толщину утеплителя:
бн =23 Вт/(м 2 * о С),- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности О.К., принимается согласно таблице 8 СП 23-101-2004.
Округляем полученный результат до промышленной величины:
Определим толщину стены:
4. Определение коэффициента теплопередачи:
5. Подсчет степени тепловой инерции
3. Расчёт тепловлажностного режима
Расчёт тепловлажностного режима ведется для угловой комнаты.
Положительным считается результат, если выполняется неравенство:
tт.р. - температура точки росы;
Rф =2,87 - фактическое сопротивление внутренней стенки теплоотдачи;
ев - упругость водяных паров в помещении.
Е= 477 + 133,3(1 + 0,14tв) 2 ,
Е - модуль упругости водяных паров в состоянии полного насыщения;
ц - влажность помещения:
1) ц = 55 % - комфортные условия;
18,29 > 14,7 т.е. условие выполняется. Влага на поверхности стены не образуется.
2) ц = 75 % - комфортные условия;
18,95 > 18,29 т.е. условие выполняется. Влага на поверхности стены не образуется.
4. Расчет тепловой нагрузки
4.1Расчет тепловых потерь через наружные ограждения
В данном расчете необходимо определить тепловые потери через наружные ограждения с учетом ориентации по сторонам горизонта.
Расчет тепловых потерь через наружные ограждающие конструкции осуществляется по следующей формуле:
k - коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции (табл. 1);
F - площадь ограждающей конструкции, м 2 ;
n - коэффициент, учитывающий добавочные теплопотери;
t = tв-tн - разность температур.
Теплопотери подсчитываются для наружных стен (НС), перекрытий над подвалом (ПЛ), окон (ОК), дверей (Д) и чердачных перекрытий (ПТ).
Добавочные теплопотери на ориентацию по сторонам света учитываются только для наружных стен, окон, дверей:
С, В, СВ, СЗ - 10%; З, ЮЗ, ЮВ - 5%; Ю - 0%.
Все данные раздела сводятся в таблицу 2.
4.2Расчет полных тепловых потерь здания
Полные тепловые потери здания определяются для расчета мощности системы отопления, находящиеся из уравнения теплового баланса:
Qсо - тепло, которое поступает с теплоносителем через отопительные приборы в помещения здания
Qб - бытовые тепловыделения (от бытовых приборов, людей) учитываются в количестве 21 Вт/м 2 площади жилых комнат и кухонь:
где Fп - площадь пола без прилежащих коридоров, санузлов и кладовых, м 2 .
Qп.огр.- полные потери через ограждения (таблица №2)
Qи,в - тепло, которое расходуется на нагрев инфильтрующего воздуха и воздуха, уходящего через систему вентиляции, принимают в размере 30% от теплопотерь каждого помещения
Следовательно, тепловые нагрузки на отопительные приборы для жилых комнат определяется по формуле:
Тепловые нагрузки на отопительные приборы для лестничных клеток определяется по формуле:
Просуммировав полные тепловые потери по всем помещениям, определим мощность системы отопления.
Результаты расчёта сводятся в таблицу 3.
4.3 Расчет удельной тепловой характеристики здания
Vз - объем здания по наружным замерам
4.4 Расчет поверхности отопительных приборов
Отопительные приборы: чугунные секционные радиаторы марки МС-140. Поверхность нагрева одной секции 0,35 экм (эквивалентный квадратный метр).
1)Расчетная поверхность отопительных приборов определяется по формуле:
где Qсо -мощность системы отопления, Вт
1 - коэффициент, учитывающий понижение температуры воды за счет остывания ее в трубах: 1 =1 - 1 этаж; 1 =1,05 - 2 этаж.
3 =1,28 - коэффициент, учитывающий способ подводки теплоносителя к отопительному прибору и изменение теплоотдачи в зависимости от относительного расхода воды через прибор:
4=1 - коэффициент, учитывающий способ установки отопительных приборов.
2)Теплоотдача 1 экм прибора qэ определяется по формуле:
t - разность между средней температурой воды в приборе и температурой воздуха в помещении:
3)Число секций в приборе определяется по формуле:
где fc = 0,35 экм - площадь поверхности одной секции;
2 - коэффициент, учитывающий число секций в отопительном приборе:
Результаты расчета сводим в таблицу №4:
5. Гидравлический расчет системы отопления
В здании запроектирована двухтрубная система отопления с параметрами теплоносителя tг = 95С, t0 = 70С. Система с нижней разводкой магистралей с тупиковым движением теплоносителя. Система состоит из двух ветвей, каждая из которых обслуживает половину здания. Для выпуска воздуха из системы, на каждом стояке устанавливается кран Маевского.
Для отопления отдельных ветвей системы в случае ремонта предусматривают установку задвижек и устройств для выпуска воды из ветви.
Система отопления питается теплоносителем от тепловой сети. Для получения требуемой температуры теплоносителя в системе отопления последняя, присоединяется через элеватор, который устанавливают в помещении теплового ввода, в подвале здания.
Гидравлический расчет производят на основе аксонометрической схемы одной ветви, наиболее нагруженной, на который проставляют тепловые нагрузки отопительных приборов, стояков, участков магистралей, а также длины расчетных участков.
Намечают главное циркуляционное кольцо через один из верхних приборов наиболее удалённого стояка от подающей и обратной магистрали. На схеме проставляют номера участков главного циркуляционного кольца.
Помещение теплового ввода располагается, как правило, в центре подвала с тем, чтобы тепловые нагрузки двух основных ветвей были приблизительно одинаковы. Принципиальная схема ввода и теплового элеватора изображена на рисунке.
Рис. Схема теплового узла
Определим количество воды, циркулирующее в системе отопления по формуле:
tг -температура горячей воды (к местной системе отопления =95С)
tобр. -температура воды в обратке (из местной системы отопления =70С)
Расчётное циркуляционное давление в двухтрубной системе водяного отопления Рр , возникающие в циркуляционном кольце вследствие охлаждения воды в нагревательных приборах, определяют по формуле:
lцир.-длина главного циркуляционного кольца (lцир =56,8 м)
h1- расстояние по вертикале от уровня оси элеватора до центра нагревательного прибора 1-го этажа
Потери давления в главном циркуляционном кольце должны быть меньше расчётного на 10-12%, они складываются из потери давления на трение и местных сопротивлений.
Местные сопротивления выбираются по расчетной схеме, а соответствующие им коэффициенты - девятая графа - в зависимости от диаметра принимаются по прилож.7.
Перечислим коэффициенты местных сопротивлений для наших участков:
· 1 участок: радиатор о=1; внезапное сужение о=0,5; отвод 90° о=1,5;
· 3 участок: тройник на проходе о=1;
· 4 участок: тройник на проходе о=1;
· 5 участок: тройник на проходе о=1;отвод на отвод 90° о=1,5;
· 11 участок: тройник на проходе о=1;отвод на отвод 90° о=1,5;
· 12 участок: тройник на проходе о=1;
· 13 участок: тройник на проходе о=1;
· 15 участок: радиатор о=1; внезапное расширение о=0,5; отвод 90° о=1,5.
Гидравлический расчёт трубопровода системы сведён в таблицу 5.
6. Аэродинамический расчет системы естественной вытяжной вентиляции
В жилых зданиях проектируется общеобменная естественная вентиляция удалением воздуха из санитарных узлов и кухонь. Приточный воздух для компенсации естественной вытяжки поступает с наружи через неплотности окон и других ограждений.
Количество удаляемого воздуха по СНиП для жилых зданий должно быть не менее 3 мі/ч на один мІ жилой площади квартиры.
Вентиляционные каналы размещаются по внутренним капитальным стенам. При невозможности разместить каналы в капитальных стенах допускается устройство приставных вертикальных каналов. Минимальные размеры канала 100Ч100 мм или 1/2Ч1/2 кирпича.
Вытяжные шахты могут быть выполнены деревянными, обитыми с внутренне стороны кровельной сталью. Высоту вытяжных шахт следует принимать не менее 0,5 м над плоской кровлей, не менее 0,5 м конька крыши при расположении шахты от конька от 1,5 м до 3 м, при большем расстоянии не ниже линии, проведенной от конька вниз под углом 10° к горизонту.
Радиус действия вытяжных систем с естественным побуждением нельзя принимать более 8 м. Не допускается объединять в общую систему каналы из помещений, ориентированных на разные фасады.
Цель аэродинамического расчета состоит в определении сечений каналов и размеров жалюзийных решеток, чтобы обеспечить требуемые расходы удаляемого воздуха. Для предварительного определения сечений каналов систем естественной вытяжной вентиляции принимают скорость порядка 0,5…1,5 м/с.
Нормы воздухообмена в кухне и санузлах:
с 2-х конфорочной газовой плитой …………………….60м 3 /ч
ванная индивидуальная ………………………………….25м3/ч
туалет индивидуальный .…………………………………25м 3 /ч
Располагаемое давление вычисляется по формуле:
где Н - разность отметок устья вытяжной шахты и вытяжной вентиляционной решетки рассчитываемой ветви.
Вытяжные решетки в помещении располагают на 0,5м от потолка. Для жилых зданий в принимают равным 1,21кг/м 3 , тогда:
Н1 = 4 м для второго этажа;
Н2 = 7 м для первого этажа;
Задаваясь скоростью V движения воздуха по каналу, рассчитывается площадь живого сечения по формуле:
Далее по приложениям 10,11,12 принимают ближайшее большее значение площади живого сечения, выбирают размеры канала или жалюзийной решетки, пересчитывают скорость V движения воздуха по формуле:
Графа 8 заполняется по данным расчетных таблиц круглых стальных воздуховодов (прил.9) при принятых dэ и V.
Графа 10 - значение Рдин=v 2 /2, вычисляют или принимают по данным расчетных таблиц.
tн = 5 для вытяжной шахты
Графа 12 - коэффициент местных сопротивлений принимаем по справочным данным (приложение 13).
Остальные графы заполняются результатами вычислений.
При невязке между расчетным и израсходованным давлениями, превышающей 11%, производится изменение сечений воздуховодов на отдельных участках с соответствующей корректировкой расчетных величин.
Курсовая работа "Отопление и вентиляция жилого здания"
Санкт–Петербургский Государственный архитектурно–строительный университет
Кафедра отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
Курсовой проект по дисциплине "Отопление и вентиляция"
На тему: "Отопление и вентиляция жилого здания"
Санкт-Петербург 2015
Необходимо запроектировать двухтрубную систему отопления с нижней разводкой и попутным движением теплоносителя. Величина располагаемого давления на входе в систему отопления составляет 8000 Па.
Жилое здание в г. Тайшет. Здание пятиэтажное, высота этажа 2,8м, высота подвала 2,4м. Ориентация главного фасада – В.
Расчетная температура наружного воздуха text = –40 ̊С, температура внутреннего воздуха tint = 21 ̊С, продолжительность отопительного периода zht = 240 сут, средняя температура воздуха отопительного периода tht = – 8,3 ̊С, влажностные условия эксплуатации ограждения здания А.
Курсовой проект делался на факультете безотрывных форм обучения, поэтому в данной работе не рассмотрена вторая часть работы по вентиляции.
Содержание:
Введение…………………………………………………………………………….3
1 Исходные данные………………………………………………………………4
2 Теплотехнический расчет наружных ограждений…………………………. 5
3 Расчет тепловых потерь и определение удельного расхода тепловой энергии на отопление здания………………………………………………. 12
4 Расчет отопительных приборов……………………………………………. 14
5 Гидравлический расчет……………………………………………………….18
6 Подбор водоструйного элеватора……………………………………………21
7 Конструирование системы вентиляции, определение расчетного воздухообмена и аэродинамический расчет воздуховодов………………. 23
8 Список используемой литературы…………………………………………. 28
Приложение А……………………………………………………………………..29
Графическая часть: лист1
Состав: Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе; планы, схемы систем отполения и вентиляции (Графическая часть: лист 1); расчет тепловых потерь ограждающих конструкций (Приложение А)
Отопление и вентиляция жилого дома
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
Исходные данные для проектирования 4
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций 5
Расчет тепловых потерь теплоты через наружные ограждения
Расчёт теплового потока и расхода теплоносителя 14
Описание и характеристики системы отопления 18
Гидравлический расчёт трубопроводов системы отопления 19
Расчёт количества секций отопительных приборов 24
Определение воздухообмена и расчёт элементов вентиляции 26
Заключение 29
Список литературы 30
Читайте также: